基于65nm的SRAM低功耗電流型靈敏放大器的分析與設(shè)計(jì).pdf

1、靈敏放大器對(duì)SRAM(Static Random Access Memory)電路的性能提升起到無(wú)可替代的作用。它可以檢測(cè)位線上的小擺幅信號(hào)并快速有效地進(jìn)行放大，從而極大地提高SRAM的整體速度。因此，靈敏放大器廣泛地被各類不同的SRAM電路使用。
　　一般來(lái)說(shuō)，靈敏放大器的結(jié)構(gòu)可分為兩大類:電壓型和電流型靈敏放大器。電壓犁靈敏放大器依靠檢測(cè)位線上的電壓差值來(lái)進(jìn)行放大輸出，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，但受到位線負(fù)載電容的限制速度較慢;電

2、流型靈敏放大器檢測(cè)電流差值而進(jìn)行放大，一般速度較快，但功耗高，穩(wěn)定性差。靈敏放大器設(shè)計(jì)中需考慮多種指標(biāo)，如速度，功耗，面積以及良率等，且?guī)追N因素彼此影響。在當(dāng)今環(huán)境工藝不斷進(jìn)步、電源電壓不斷降低的情形下，速度和功耗會(huì)逐漸成為較為重要的兩點(diǎn)因素。
　　本文從上述兩點(diǎn)要求出發(fā)，首先分析了靈敏放大器設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)以及難點(diǎn)，提出研究的背景和意義。然后介紹了常用的幾種靈敏放大器的結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點(diǎn)，最后通過(guò)對(duì)它們的總結(jié)和分析設(shè)計(jì)了一種低功耗電流型靈

3、敏放大器。該放大器通過(guò)移除電路在非放電時(shí)間存在的的直流通路來(lái)較大幅度地降低功耗。電路的仿真在cadence中使用spectre仿真器進(jìn)行，工藝設(shè)定為65nm，并使用多種工藝角分別仿真。仿真結(jié)果表明，在TT、SS、FF三種工藝角下，同傳統(tǒng)的WTA型靈敏放大器相比，低功耗電流型靈敏放大器所費(fèi)的功耗分別減小了64％、88％和68％;同時(shí)，放大器的放大速度相比于WTA型靈敏放大器也有一定的提升，通過(guò)對(duì)瞬態(tài)輸出的分析得到，其放大速度在三種工藝角下

4、分別增快了40％、38％和31％。
　　另外，本文針對(duì)提出的靈敏放大器還給出了兩種可用的改進(jìn)方案電路:輸入端補(bǔ)償電路和抗閾值電壓波動(dòng)電路。主要設(shè)計(jì)于針對(duì)當(dāng)前工藝條件下容易發(fā)生的不穩(wěn)定因素及它們對(duì)電路可能造成的不良影響。其中，輸入端補(bǔ)償電路在原有的電路基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)反相器和兩個(gè)控制管，而抗閾值波動(dòng)電路沒(méi)有更多的器件添加。兩種方案互有利弊，使用這兩種方案可以有效的防止功能性失效的出現(xiàn)，提高放大器的準(zhǔn)確度，但同時(shí)也增加了整體的功耗和面